Frau Dr. Krichel, welche Rolle spielen Elektromechanik, im Speziellen Steckverbinder und Kabel, bei der erfolgreichen Umsetzung von Gleichstromnetzen in der Industrie?

Dr. Susanne Krichel: Das lässt sich ganz einfach beantworten: Strom muss durch ein Medium transportiert werden – heute und in Zukunft am besten durch Kupfer- oder Aluminiumkabel – und Kabel sind wiederum durch Steckverbinder verbunden. Daher kommt diesen Komponenten eine wichtige Rolle zu. Bei Gleichstromnetzen sind diesbezüglich hohe Einsparpotentiale möglich, beispielsweise im reduzierten Leiteraufbau der Kabel. Bei Steckverbindern ist zudem ein spezielles Design nötig, da bei Gleichstrom das Ziehen unter Last gefährlich ist und gesichert durchzuführen ist. Grund hierfür ist, dass sich der Spannungsbogen nicht automatisch „abschaltet“. Hier spricht man in der Regel von intelligenten Steckverbindern mit Schutzvorrichtung.

Wie können Gleichstromnetze zum Erreichen von Nachhaltigkeits- und Klimazielen beitragen?

Der Einsatz von Gleichstrom beim Verteilen von Energie bringt mehrere Vorteile mit sich, vor allem hinsichtlich einer besseren Material- und Energieeffizienz beim Betrieb von Infrastruktur- und industriellen Energienetzen. Die Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) bringt elektrische Energie auf Mittel- und Niederspannungsebene von der Quelle zum Einspeisepunkt. Hierzu installiert man in Deutschland, aber auch weltweit, verstärkt sogenannte HGÜ-Strecken.

Mit der HGÜ lassen sich Smart Grids aufbauen und erneuerbare Energie wie Solar- oder von AC auf DC konvertierte Windenergie mit reduzierten Umwandlungsverlusten über weitere Strecken transportieren. Weitere Vorteile sind, dass es „keine“ Blindleistung im Netz gibt und Energie rekuperiert werden kann.

Welche Vorteile bringt der Einsatz von Gleichstrom für die industrielle Produktion?

Beim Einsatz von Gleichstrom auf Niederspannungsebene in industriellen Installationen sind vier Einspareffekte hervorzuheben: Zum einen setzen Unternehmen vermehrt auf DC-Erzeuger wie Solarenergie, teilweise mit Batteriespeicher, zudem liefern viele Verbraucher entweder seit jeher DC – zum Beispiel Leuchten oder Lüftung – oder besitzen DC-Zwischenkreise. Aus diesem Grund lassen sich durch den Einsatz einer DC-basierten Energieversorgung zahlreiche Wandlungsstufen zwischen AC und DC einsparen.

Weiterhin gibt es durch die aktuell definierte Spannung von 650 V in industriellen DC-Netzen, je nach verfügbarem Leitungsquerschnitt, die Chance, DC-Leitungen mit kleinerem Querschnitt zu dimensionieren. Zudem sind DC-Leitungen zweiadrig gegenüber den – ohne das Erdungssystem zu berücksichtigen – dreiphasigen AC-Leitungen. Das spart Kupfer ein und erhöht damit die Materialeffizienz. Zu guter Letzt kann Energie im Netz direkt rekuperiert und muss nicht über Verlustwiderstände verbraucht werden. So lässt sich zum Beispiel Bremsenergie aus Antrieben zwischenspeichern und von einer anderen Anwendung wiederverwenden.

Welches internationale Marktpotenzial erwarten Sie in den nächsten Jahren für industrielle DC-Netze?

Ein konkretes Marktpotential zu beziffern ist wie ein Blick in die Glaskugel. Das Thema DC wird erfolgreich, wenn man bereits bei Green-Field-Anwendungen einen Einsatz von Gleichstrom in Betracht zieht und damit einen schrittweisen Wechsel auf eine gleichstrombasierte Energieverteilung vollzieht. Zudem sind die Normen für DC zu prüfen und zu vervollständigen, sodass ein Einsatz von DC in industriellen Netzen versicherungstechnisch »sicher« ist.

Für viele Branchen ist der Einsatz von DC nichts Neues, in industriellen Netz- und Elektroinstallationen gibt es jedoch noch Hürden sowie Weiterbildungsbedarf. In Deutschland kommt man häufig in die Situation, dass bereits eine ausgereifte Energieinfrastruktur, ein sogenanntes Brownfield existiert. Hier ist der Wechsel auf Gleichstrom stückweise zu vollziehen – bei Neuinstallationen oder Nachrüstungen auf Zellen- oder Fabrikebene. Gerade in sogenannten Emerging Markets besteht ein sehr hohes Potential, von Anfang an auf Gleichstrom zu setzen.

Welche Strategie verfolgen Sie bei Lapp in Bezug zu DC in der Industrie?

Zum einen arbeiten wir aktiv bei DC-Industrie-Forschungsprojekten, die durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert werden sowie in der Open Direct Current Alliance (ODCA) des ZVEI, mit. Zum anderen sind wir mit einem breiten Portfolio an Kabel und Leitungen für den Einsatz in industriellen Gleichstromnetzen inklusive Anbindung von Batteriespeichern und Solaranlagen sehr gut ausgestattet. Auch das Thema Laden mit Gleichstrom setzen wir bereits um.

Mit unserer Mitarbeit in der ODCA und anderen DC-relevanten Vereinigungen weltweit, steigern wir das Verständnis für den Einsatz von Gleichstrom und sorgen so für Weiterbildung in dieser Richtung. Auch mit Pilotanlagen wollen wir überzeugen und bei dem Thema weiter voranschreiten. Gerade in Deutschland ist etwas Durchhaltevermögen gefragt – ein Wechsel auf Gleichstrom ist Teil einer kontinuierlich voranschreitenden Energiewende und geschieht – auch aus wirtschaftlichen Gründen – nicht von heute auf morgen.